JP7251222B2 - Motor control device and motor control method - Google Patents
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Description
本開示は、車輪を駆動する電動機の制御に関する。 The present disclosure relates to control of electric motors that drive wheels.
車両に設けられるアクチュエータを制御する制御部としてのマイクロコントローラと、マイクロコントローラにおける異常発生を監視するマイクロコントローラ監視部とを備え、マイクロコントローラ内部に異常が発生した場合にフェイルセーフを実行する技術が知られている(例えば、特許文献1)。近年、アクチュエータとしての電動機を車両の左右の車輪にそれぞれ配置して各電動機により左右の各車輪を駆動する技術(いわゆるインホイールモータ)が提案されている。また、このような技術においては、左右2つの電動機をそれぞれ制御する制御部として、2つの制御回路が用いられる場合がある。 A technology is known that includes a microcontroller as a control unit that controls an actuator provided in a vehicle, and a microcontroller monitoring unit that monitors the occurrence of an abnormality in the microcontroller, and executes fail-safe when an abnormality occurs inside the microcontroller. (For example, Patent Document 1). In recent years, a technique (so-called in-wheel motor) has been proposed in which electric motors as actuators are arranged on left and right wheels of a vehicle, and the electric motors drive the left and right wheels. Moreover, in such a technique, two control circuits may be used as control units for controlling the two left and right electric motors, respectively.
左右2つの車輪をそれぞれ駆動する2つの電動機と、各電動機を制御する2つの制御回路とを備える構成において、2つの制御回路のうちの一方に故障が発生すると、車両の走行安定性が損なわれるおそれがある。例えば、正常な制御回路は、前進するためのトルクを制御対象の電動機に指示し、故障の制御回路は、後退するためのトルクを制御対象の電動機に指示し、その結果、車両がスピンするなど走行安定性が損なわれるおそれがある。しかし、従来においては、いずれか一方の制御回路に故障が生じた場合の対応、フェイルセーフについて、十分に検討されていないのが実情である。このため、左右2つの車輪をそれぞれ駆動する2つの電動機と、各電動機を制御する2つの制御回路とを備える構成において、いずれか一方の制御回路に故障が発生した場合の走行安定性の低下を抑制可能な技術が望まれる。 In a configuration that includes two electric motors that respectively drive two left and right wheels and two control circuits that control each electric motor, if one of the two control circuits fails, the running stability of the vehicle is impaired. There is a risk. For example, a normal control circuit instructs the controlled motor to drive forward torque, and a faulty control circuit instructs the controlled motor to reverse torque, causing the vehicle to spin. Running stability may be impaired. However, in the past, the fact is that sufficient consideration has not been given to how to deal with a failure in one of the control circuits, and to fail-safe. For this reason, in a configuration comprising two electric motors for driving two left and right wheels, respectively, and two control circuits for controlling each electric motor, it is possible to prevent deterioration of running stability when one of the control circuits fails. Suppressible technology is desired.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.
本開示の一形態として、車両(200)の右側車輪(201)を駆動する右側電動機(20R)と前記車両の左側車輪(202)を駆動する左側電動機(20L)とを制御する電動機制御装置(10)が提供される。この電動機制御装置は、前記右側電動機を制御する右側制御回路(21R)と、前記左側電動機を制御する左側制御回路(21L)とにそれぞれ目標トルクを指示する目標トルク指示部(15)と、前記右側制御回路および前記左側制御回路の故障発生の有無を特定する故障発生特定部(16)と、を備え、前記目標トルク指示部は、前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの一方の故障発生が有ると特定された場合に、前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの前記故障発生が特定された故障特定制御回路に対しては、目標トルクとして、前記右側制御回路および前記左側制御回路のいずれについても故障発生が特定されない正常状態の目標トルクである正常目標トルクよりも低いフェイルセーフ用トルクを指示し、前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの故障発生が特定されない正常制御回路に対しては、前記正常目標トルクよりも低く、且つ、前記フェイルセーフ用トルクよりも高い故障時目標トルクを、指示し、前記車両の操舵角を特定する操舵角特定部(14)を、さらに備え、前記目標トルク指示部は、特定される前記操舵角が大きい場合に、該操舵角が小さい場合に比べて小さなトルクを、前記故障時目標トルクとして前記正常制御回路に指示する。 As one form of the present disclosure, an electric motor control device ( 10) is provided. This electric motor control device includes a target torque instruction section (15) for instructing target torques to a right control circuit (21R) for controlling the right electric motor and a left control circuit (21L) for controlling the left electric motor, respectively; a failure occurrence specifying unit (16) for specifying whether or not a failure has occurred in the right control circuit and the left control circuit, wherein the target torque indicating unit detects a failure in one of the right control circuit and the left control circuit. When it is specified that there is a failure, the right control circuit and the left control circuit are set as a target torque for the failure specific control circuit for which the occurrence of the failure has been specified, out of the right control circuit and the left control circuit. Normal control in which failure occurrence is not specified in either the right control circuit or the left control circuit by instructing a fail-safe torque lower than a normal target torque that is a target torque in a normal state in which failure occurrence is not specified for any of the circuits. A steering angle specifying unit (14) for specifying a steering angle of the vehicle by instructing a failure target torque that is lower than the normal target torque and higher than the fail-safe torque to the circuit, In addition, the target torque instructing section instructs the normal control circuit, as the fault-time target torque, a smaller torque than when the specified steering angle is small when the specified steering angle is large.
この形態の測距装置によれば、いずれか一方の制御回路の故障発生が特定された場合、故障特定制御回路に対して正常目標トルクよりも低いフェイルセーフ用トルクが指示されるので、故障特定制御回路により制御される車輪が大きなトルクを発生することを抑制でき、これにより、車両の走行安定性の低下を抑制できる。また、正常制御回路に対して、正常目標トルクよりも低く、且つ、フェイルセーフ用トルクよりも高い故障時目標トルクが指示されるので、左右の車輪における出力トルクの差が大きくなって走行安定性が低下することを抑制できる。 According to the distance measuring device of this form, when the occurrence of a failure in one of the control circuits is identified, the failure identification control circuit is instructed to use a fail-safe torque lower than the normal target torque. It is possible to suppress the wheels controlled by the control circuit from generating a large torque, thereby suppressing deterioration in running stability of the vehicle. In addition, since a failure target torque that is lower than the normal target torque and higher than the fail-safe torque is instructed to the normal control circuit, the difference between the output torques of the left and right wheels increases and the running stability is improved. can be suppressed.
本開示は、電動機制御装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、電動機制御装置を備える車両、電動機制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present disclosure can also be implemented in various forms other than the motor control device. For example, it can be realized in the form of a vehicle including a motor control device, a computer program for realizing a motor control method, a storage medium storing such a computer program, or the like.
A.第1実施形態:
A1.装置構成:
図1に示すように、本実施形態の電動機制御装置10は、車両200に搭載され、車両200の駆動輪を構成する一対の前方車輪201、202の動作を制御する。車両200は、上述の一対の前方車輪201、202と、従動輪である一対の後方車輪203、204を備える四輪車であり、搭載されている図示しないバッテリからの給電により駆動する2つの電動機20R、20Lを駆動源とする。電動機20Rは前方車輪201に取り付けられ、電動機20Lは前方車輪202に取り付けられたいわゆるインホイールモータである。
A. First embodiment:
A1. Device configuration:
As shown in FIG. 1 , the electric
車両200には、上述の電動機制御装置10、一対の前方車輪201、202、一対の後方車輪203、204、および2つの電動機20R、20Lに加えて、ブレーキ制御装置120と、4つのブレーキ装置31、32、33、34と、EPS(Electronic Power Steering)制御装置110と、EPSアクチュエータ111と、2つの制御回路21R、21Lと、ハンドル210と、操舵ギア211と、アクセル開度センサ41と、操舵センサ42と、レンジセンサ43と、車速センサ44と、を備える。電動機制御装置10と、EPS制御装置110と、2つの制御回路21R、21Lと、ブレーキ制御装置120とは、車載ネットワーク220を介して互いに通信可能に構成されている。車載ネットワーク220として、例えば、CAN(Controller Area Network)や、LIN(Local Interconnect Network)や、Ethernet(登録商標)など、任意の方式のネットワークを用いてもよい。
In addition to the electric
ブレーキ制御装置120は、4つのブレーキ装置31~34の動作を制御する。本実施形態において、ブレーキ制御装置120は、CPUとROMとRAMとを備えるECU(Electronic Control Unit)により構成されている。ブレーキ装置31は、前方車輪201の制動を実現する。ブレーキ装置31はブレーキロータや、ブレーキパッドや、かかるブレーキパッドを動作させる油圧アクチュエータなどを有し、ブレーキ制御装置120からの指令により、前方車輪201の制動を実現する。同様に、ブレーキ装置32は前方車輪202の制動を、ブレーキ装置33は後方車輪203の制動を、ブレーキ装置34は後方車輪204の制動を、それぞれ実現する。
The
EPS(Electronic Power Steering)制御装置110は、EPSアクチュエータ111の動作を制御する。本実施形態において、EPS制御装置110は、ECUにより構成されている。EPS制御装置110は、いわゆる電動パワーステアリングを実現する。EPSアクチュエータ111は、フルード(オイル)と、かかるフルードを流動させるオイルポンプなどを有し、EPS制御装置110からの指令により油圧を発生させ、ハンドル210の操作を補助する。
An EPS (Electronic Power Steering)
制御回路21Rは、前方車輪201に対応して配置され、電動機20Rの動作を制御する。電動機20Rは、3相交流モータであり、制御回路21Rは、図示しないバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータへの供給電圧をデューティ制御するスイッチング素子とを有するドライバIC(Integrated Circuit)(後述のドライバIC22R)を備える。制御回路21Lは、前方車輪202に対応して配置され、電動機20Lの動作を制御する。電動機20Lも電動機20Rと同様に、ドライバIC(後述のドライバIC22L)を備えている。制御回路21R、21Lの詳細構成は、後述する。
The
操舵ギア211は、ハンドル210の動きを一対の前方車輪201、202に伝達する。アクセル開度センサ41は、車両200が備える図示しないアクセルペダルの踏み込み量を、アクセル開度、すなわち、スロットルバルブを開閉するためのモータの回転角度として検出する。操舵センサ42は、EPSアクチュエータ111に専用ケーブルにより電気的に接続され、EPSアクチュエータ111の動作に応じて出力される信号を利用してハンドル210による車両200の操舵角を検出する。操舵センサ42はEPS制御装置110に専用ケーブルにより電気的に接続され、検出した操舵角をEPS制御装置110に通知する。レンジセンサ43は、車両200が備える図示しないシフトレバーにより指定されたシフトレンジを検出する。レンジセンサ43は、電動機制御装置10に専用ケーブルにより電気的に接続され、検出したシフトレンジを電動機制御装置10に通知する。車速センサ44は、各車輪201~204の回転速度を検出する。車速センサ44は、電動機制御装置10に専用ケーブルにより電気的に接続されている。車速センサ44から出力される車速を示す信号は、車輪速度に比例する電圧値または車輪速度に応じた間隔を示すパルス波であり、専用ケーブルを介して電動機制御装置10に通知される。
A
図2に示すように、電動機制御装置10は、アクセル開度特定部11と、車速特定部12と、シフトレンジ特定部13と、操舵角特定部14と、目標トルク指示部15と、監視部16と、比較器17と、故障発生特定部18とを備える。本実施形態において、電動機制御装置10は、ECUにより構成されている。
As shown in FIG. 2 , the electric
アクセル開度特定部11は、アクセル開度センサ41から通知されるアクセル開度を示す信号を受信することにより、アクセル開度を特定する。車速特定部12は、車速センサ44から通知される車速を示す信号を受信することにより、車両200の車速を特定する。シフトレンジ特定部13は、レンジセンサ43から通知されるシフトレンジを示す信号を受信することにより、シフトレンジを特定する。操舵角特定部14は、操舵センサ42から通知される操舵角を示す信号を受信することにより、操舵角を特定する。
The accelerator
目標トルク指示部15は、目標トルクを決定して制御回路21R、21Lに指示する。目標トルク指示部15は、全体トルク算出部151と、トルク分配部152とを備える。
The target
全体トルク算出部151は、2つの電動機20R、20Lが全体として出力すべき目標トルクを算出する。具体的には、全体トルク算出部151は、アクセル開度特定部11により特定されるアクセル開度と、車速特定部12により特定される車速と、シフトレンジ特定部13により特定されるシフトレンジとに基づき、図3に示すトルクマップを参照して目標トルクを算出する。かかるトルクマップは、車速毎に、アクセル開度と目標トルクとが対応付けられているマップである。目標トルクの大きさ(絶対値)として、アクセル開度が大きくなるについて大きな値が設定されている。なお、目標トルクがプラスであるのは、シフトレンジがドライブ(D)レンジである場合を意味し、目標トルクがマイナスであるのは、シフトレンジが後退(R)レンジであることを意味する。なお、図3では、車速Vが、v1、v2、v3の場合の3つのマップのみを表しているが、本実施形態では、4以上のマップが予め用意されている。
The
図2に示すトルク分配部152は、全体トルク算出部151で算出されたトルクを、左右の電動機20R、20Lに分配する際の分配率を決定し、決定された分配率に応じた目標トルクを示す信号を、2つの制御回路21R、21Lにそれぞれ通知し、また、比較器17に出力する。目標トルクの分配率は、車速特定部12により特定される車速と、操舵角特定部14により特定される操舵角とに基づき、図4に示すトルク分配率決定マップを用いて決定される。このトルク分配率決定マップは、車速毎に、操舵角とトルク分配率とが対応付けられているマップである。図4では、電動機20Lの目標トルクを太い実線の線L1により示し、電動機20Rの目標トルクを細い実線L2により示している。例えば、操舵角が0°、すなわち車両200が直進している場合、電動機20Lの目標トルクと電動機20Rの目標トルクとは、1:1となるように分配率が定められている。また、例えば、操舵角が右側に曲がる際の或る角度である場合、電動機20Lの目標トルクと電動機20Rの目標トルクとは、1:0.5、すなわち、2:1となるように分配率が定められている。右に旋回する場合、電動機20Rに比べて電動機20Lにより大きなトルクを出力させ、前方車輪201に比べて前方車輪202をより高い速度で回転させる必要があるからである。なお、図4では、車速Vが、v1、v2、v3の場合の3つのマップのみを表しているが、本実施形態では、4以上のマップが予め用意されている。
A
図2に示す監視部16は、目標トルク指示部15の故障を監視する。目標トルク指示部15が故障した場合、2つの電動機20R、20Lが全体として出力すべき目標トルクとして誤った値が算出されたり、誤った分配率が算出されたりするおそれがある。そこで、本実施形態の電動機制御装置10では、目標トルク指示部15の故障の有無を、監視部16を設けて監視するようにしている。監視部16は、目標トルク指示部15と同様な構成を有し、2つの電動機20R、20Lが全体として出力すべき目標トルクと、左右の電動機20R、20Lに分配する際の分配率を決定し、決定された分配率に応じた目標トルクを示す信号を、比較器17に出力する。
A
比較器17は、目標トルク指示部15および監視部16から目標トルクを示す信号を入力し、これら2つの信号の示す目標トルク同士を比較し、比較結果、すなわち目標トルクの差分を故障発生特定部18に通知する。
The comparator 17 receives signals indicating the target torque from the target
故障発生特定部18は、目標トルク指示部15や、2つの制御回路21R、21Lの故障発生を特定する。具体的には、故障発生特定部18は、比較器17から受信する目標トルクの差分が所定の閾値以上の場合に目標トルク指示部15の故障の発生を特定する。なお、シフトレンジが後退(R)の場合には、目標トルク指示部15から出力される目標トルクの大きさ(絶対値)が所定の閾値以上の場合に故障の発生を特定するようにしてもよい。故障発生特定部18は、また、2つの制御回路21R、21Lから故障発生を示す信号(以下、「故障発生信号」と呼ぶ)を受信した場合に、2つの制御回路21R、21Lのうちの少なくとも一方の故障の発生を特定する。故障発生特定部18は、上述のようにして故障発生を特定した場合、故障が発生したことを示す信号を目標トルク指示部15および監視部16に通知する。後述の電動機制御処理では、故障発生の通知を受信した目標トルク指示部15および監視部16は、故障発生が無い場合の通常時の目標トルク(後述の正常目標トルク)とは異なるトルク、すなわち、上述のようにして決定される目標トルクとは異なるトルクを、目標トルクとして、2つの制御回路21R、21Lに通知する。
The failure
図2に示す制御回路21Rは、ドライバIC22Rと、実トルク算出部23Rと、比較器24Rと、動作監視部25Rとを備える。ドライバIC22Rは、トルク分配部152から通知される目標トルクに応じて駆動電圧を電動機20Rに供給する。実トルク算出部23Rは、電動機20Rを流れる電流の電流値と電動機20Rの回転数を検出し、これらの電流値および回転数に基づき、電動機20Rが実際に出力するトルク(以下、「実トルク」と呼ぶ)の値を算出する。比較器24Rには、トルク分配部152から通知される目標トルクの値と、実トルク算出部23Rにより算出された実トルクの値とが入力される。比較器24Rは、入力されたこれら2つのトルクの値を比較し、比較結果、すなわちトルクの差分を動作監視部25Rに出力する。動作監視部25Rは、ドライバIC22Rの動作を特定する。具体的には、動作監視部25Rは、比較器24Rから入力する比較結果が所定の閾値以上の場合に、ドライバIC22Rの故障を特定し、故障発生信号を電動機制御装置10(故障発生特定部18)に通知する。なお、比較結果が閾値未満の場合、ドライバIC22Rは正常に動作しており、動作監視部25Rは、故障発生信号を出力しない。
The
制御回路21Lは、制御回路21Rと同様な構成を有する。すなわち、ドライバIC22Lと、実トルク算出部23Lと、比較器24Lと、動作監視部25Lとを備える。動作監視部25Lは、比較器24Lから入力する比較結果が所定の閾値以上の場合に、ドライバIC22Lの故障を特定し、故障発生信号を電動機制御装置10(故障発生特定部18)に通知する。
The
A2.電動機制御処理:
図5に示す電動機制御処理は、車両200のスタートボタンが押下されて電動機制御装置10の電源がオンすると実行される。電動機制御処理とは、2つの電動機20R、20Lを制御するための処理であり、特に、2つの電動機20R、20Lが故障した場合に安全に対応するためのフェイルセーフ処理を意味する。
A2. Motor control processing:
The electric motor control process shown in FIG. 5 is executed when the start button of
故障発生特定部18は、2つの制御回路21R、21Lの故障発生の有無を特定する(ステップS105)。具体的には、故障発生特定部18は、2つの制御回路21R、21Lからの故障発生信号の受信の有無を特定することにより、2つの制御回路21R、21Lの故障発生の有無を特定する。
The fault
故障発生特定部18は、ステップS105による特定結果に基づき、いずれか一方の制御回路のみが故障であるか否かを判定する(ステップS110)。いずれか一方の制御回路のみが故障であると判定された場合(ステップS110:YES)、故障発生特定部18は、いずれか一方の制御回路のみが故障である旨を目標トルク指示部15および監視部16に通知し、目標トルク指示部15は、故障発生が特定された制御回路(以下、「故障特定制御回路」と呼ぶ)に対し、目標トルクとしてフェイルセーフ用トルクTfsを指示し、故障発生が特定されていない制御回路(以下、「正常制御回路」と呼ぶ)に対し、目標トルクとして故障時目標トルクTfoを指示する(ステップS115)。フェイルセーフ用トルクTfsは、予め定められた値として設定されている。本実施形態では、フェイルセーフ用トルクTfsは、ゼロである。なお、ゼロに限らず、故障時目標トルクTfoよりも小さな任意の値に設定されてもよい。
The fault
図6を参照して、故障時目標トルクTfoについて説明する。目標トルク指示部15は、車速と操舵角に基づき、予め電動機制御装置10に設定されているトルク低減率マップを参照してトルク低減率を特定する。そして、目標トルク指示部15は、故障が発生していない場合に制御回路に対して指示する目標トルク、すなわち、特定されたアクセル開度、車速およびシフトレンジに基づき決定される目標トルク(以下、「正常目標トルク」と呼ぶ)に対し、特定されたトルク低減率を乗じて故障時目標トルクTfoを算出する。
The failure target torque Tfo will be described with reference to FIG. The target
図6に示すトルク低減率マップは、車速毎に、操舵角とトルク低減率とが対応付けられているマップである。図6において横軸は操舵角の絶対値を示し、縦軸はトルク低減率を示す。車速Vがv1である場合、操舵角がゼロの場合にトルク低減率は、0.5であり、操舵角の絶対値が大きくなるにつれて次第にトルク低減率が小さくなる曲線Lt1が、トルク低減率マップとして設定されている。車速Vがv1よりも大きなvnである場合のトルク低減率マップLtnでは、操舵角がゼロの場合のトルク低減率はトルク低減率マップLt1と同じであり、0.5に設定されている。また、かかるトルク低減率マップLtnでは、トルク低減率マップLt1と同様に、操舵角の絶対値が大きくにつれて次第に小さくなるように設定されている。なお、車速Vがvnである場合のトルク低減率マップLtnには、比較し易いように、トルク低減率マップLt1を破線で表わしている。 The torque reduction rate map shown in FIG. 6 is a map in which the steering angle and the torque reduction rate are associated with each vehicle speed. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the absolute value of the steering angle, and the vertical axis indicates the torque reduction rate. When the vehicle speed V is v1, the torque reduction rate is 0.5 when the steering angle is zero. is set as In the torque reduction rate map Ltn when the vehicle speed V is vn larger than v1, the torque reduction rate when the steering angle is zero is the same as the torque reduction rate map Lt1 and is set to 0.5. Further, in this torque reduction rate map Ltn, as in the torque reduction rate map Lt1, it is set such that the larger the absolute value of the steering angle, the smaller it gradually becomes. For ease of comparison, the torque reduction rate map Lt1 is indicated by a dashed line in the torque reduction rate map Ltn when the vehicle speed V is vn.
図6において実線のトルク低減率マップLtnのマップと破線のトルク低減率マップLt1とを比較して理解できるように、本実施形態では、操舵角の絶対値が同じ場合、車速がより大きいほど、トルク低減率として小さな値が設定されている。このため、操舵角の絶対値が同じ場合、車速がより大きいほど、正常制御回路の目標トルクとしてより小さな値が正常回路に指示されることとなる。このように、本実施形態では、操舵角の絶対値が大きいほど、また、車速が大きいほどトルク低減率が小さくなり、故障時目標トルクTfoとしてより小さなトルクが指示される。一方の制御回路のみ故障した場合、フェイルセーフ用トルクTfsがゼロとなるため、故障特定制御回路に対応する電動機は出力がゼロになり、正常制御回路に対応する電動機のみが動作して車輪を駆動させることになる。このような状況において、操舵角が大きい場合、すなわち、車両200がカーブを走行する等の場合、一方の車輪のみが回転するため、車両200の動作が不安定になる。そこで、この場合、本実施形態の電動機制御装置10は、正常制御回路に指示する目標トルクとして小さな値を設定し、車輪をゆっくりと回転させることにより、走行安定性が低下することを抑制するようにしている。また、車速が大きくなるほど、片輪走行時の安定性が低下するため、この場合も、本実施形態の電動機制御装置10は、正常制御回路に指示する目標トルクとして小さな値を設定し、車輪をゆっくりと回転させることにより、走行安定性が低下することを抑制するようにしている。
As can be understood by comparing the solid-line torque reduction rate map Ltn and the broken-line torque reduction rate map Lt1 in FIG. 6, in the present embodiment, when the absolute value of the steering angle is the same, the higher the vehicle speed, A small value is set as the torque reduction rate. Therefore, when the absolute value of the steering angle is the same, the higher the vehicle speed, the smaller the target torque commanded to the normal control circuit. Thus, in the present embodiment, the greater the absolute value of the steering angle and the greater the vehicle speed, the smaller the torque reduction rate, and a smaller torque is indicated as the failure target torque Tfo. If only one control circuit fails, the fail-safe torque Tfs becomes zero, so the output of the motor corresponding to the failure specific control circuit becomes zero, and only the motor corresponding to the normal control circuit operates to drive the wheels. will let you In such a situation, when the steering angle is large, that is, when the
なお、図6に示すように、操舵角がゼロの場合、すなわち、車両200が直進する場合においても、トルク低減率を0.5として、正常目標トルクの1/2のトルクを目標トルクとして正常制御回路に指示するのは、一方の制御回路に故障が発生して駆動輪の一方のみで駆動する場合、正常時に比べてより小さなトルクを出力することにより、直進時における車両200の走行安定性が低下することを抑制するためである。
As shown in FIG. 6, even when the steering angle is zero, that is, when the
図5に示すように、上述のステップS110において、いずれか一方の制御回路のみが故障していないと判定された場合(ステップS110:NO)、故障発生特定部18は、両方の制御回路が故障であるか否かを判定する(ステップS120)。両方の制御回路が故障であると判定された場合(ステップS120:YES)、目標トルク指示部15は、2つの制御回路21R、21Lのいずれに対しても、目標トルクとしてフェイルセーフ用トルクを指示する(ステップS125)。これに対して、両方の制御回路が故障でないと判定された場合、すなわち、2つの制御回路21R、21Lのいずれにおいても故障が発生していないと判定された場合(ステップS120:NO)、目標トルク指示部15は、2つの制御回路21R、21Lのいずれに対しても、目標トルクとして正常目標トルクを指示する(ステップS130)。
As shown in FIG. 5, when it is determined in step S110 that only one of the control circuits is not malfunctioning (step S110: NO), the failure
以上説明した第1実施形態の電動機制御装置10によれば、2つの制御回路21R、21Lのうちのいずれか一方の制御回路の故障発生が特定された場合、故障特定制御回路に対して正常目標トルクよりも低いフェイルセーフ用トルクが指示されるので、故障特定制御回路により制御される車輪が大きなトルクを発生することを抑制でき、これにより、車両の走行安定性の低下を抑制できる。また、正常制御回路に対して、正常目標トルクよりも低く、且つ、フェイルセーフ用トルクよりも高い故障時目標トルクが指示されるので、左右の車輪における出力トルクの差が大きくなって走行安定性が低下することを抑制できる。
According to the electric
また、目標トルク指示部15は、操舵角が大きい場合に、操舵角が小さい場合に比べて小さなトルクを、故障時目標トルクとして正常制御回路に指示するので、操舵角が大きく走行安定性が低下し易い場合であっても、走行安定性の低下を抑制できる。
In addition, when the steering angle is large, the target
また、目標トルク指示部15は、車速が大きい場合に、車速が小さい場合に比べて小さなトルクを、故障時目標トルクとして正常制御回路に指示するので、車速が大きく走行安定性が低下し易い場合であっても、走行安定性の低下を抑制できる。
In addition, when the vehicle speed is high, the target
また、故障時目標トルクとして、正常目標トルクに対して予め定められた割合のトルクを、正常制御回路に指示するので、電動機制御装置10における故障時目標トルクの算出のための処理負荷を低減できる。
In addition, as the failure target torque, a torque having a predetermined ratio to the normal target torque is instructed to the normal control circuit, so that the processing load for calculating the failure target torque in the
また、フェイルセーフ用トルクは、ゼロであるので、故障特定制御回路からの誤った指示に基づきトルクが出力されることを抑制でき、走行安定性の低下をより抑制できる。 In addition, since the fail-safe torque is zero, it is possible to prevent the torque from being output based on an erroneous instruction from the failure identification control circuit, thereby further suppressing deterioration in running stability.
また、制御対象の電動機20R、20Lに流れる電流と回転数とを用いて算出された出力トルクと、目標トルクとの差分トルクが予め定められた閾値よりも大きい場合に、故障発生が有ると特定し、差分トルクが閾値未満の場合に故障発生が無いと特定するので、故障発生の有無を精度良く特定できる。
Further, when the differential torque between the output torque calculated using the current and the rotation speed of the
B.第2実施形態:
第2実施形態の電動機制御装置10の構成は、第1実施形態の電動機制御装置10と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第2実施形態の電動機制御処理の手順は、第1実施形態の電動機制御処理の手順と同じである。第2実施形態の電動機制御装置10は、トルク低減率マップの設定内容において、第1実施形態の電動機制御装置10と異なる。
B. Second embodiment:
Since the configuration of the electric
第1実施形態のトルク低減率マップでは、図6に示すように、操舵角の絶対値が大きくなるにつれてトルク低減率が次第に小さくなるように設定されていた。これに対して、図7に示すように、第2実施形態のトルク低減率マップ、例えば、車速Vがv1である場合のトルク低減率マップLt11は、操舵角の絶対値が大きくなるにつれて、段階的にトルク低減率が小さくなるように設定されている。なお、車速Vがv1よりも大きなvnの場合のトルク低減率マップLtn1と併せて、トルク低減率マップLt11を破線により表している。第2実施形態においても、操舵角の絶対値が同じ場合、車速がより大きいほど、トルク低減率は小さくなっている。 In the torque reduction rate map of the first embodiment, as shown in FIG. 6, the torque reduction rate is set to gradually decrease as the absolute value of the steering angle increases. On the other hand, as shown in FIG. 7, the torque reduction rate map of the second embodiment, for example, the torque reduction rate map Lt11 when the vehicle speed V is v1, increases in steps as the absolute value of the steering angle increases. It is set so that the torque reduction rate is generally small. The torque reduction rate map Lt11 is indicated by a broken line together with the torque reduction rate map Ltn1 when the vehicle speed V is vn higher than v1. Also in the second embodiment, when the absolute value of the steering angle is the same, the higher the vehicle speed, the smaller the torque reduction rate.
以上説明した第2実施形態の電動機制御装置10は、第1実施形態の電動機制御装置10と同様な効果を有する。第1実施形態および第2実施形態からも理解できるように、特定される操舵角が大きい場合に、該操舵角が小さい場合に比べて小さなトルクを、故障時目標トルクとして正常制御回路に指示する任意の構成を、本開示の電動機制御回路に用いてもよい。
The electric
C.第3実施形態:
第3実施形態の電動機制御装置10の構成は、第1実施形態の電動機制御装置10と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第3実施形態の電動機制御処理の手順は、第1実施形態の電動機制御処理の手順と同じである。第3実施形態の電動機制御装置10は、トルク低減率マップの設定内容において、第1実施形態の電動機制御装置10と異なる。
C. Third embodiment:
Since the configuration of the electric
第1実施形態のトルク低減率マップでは、図6に示すように、操舵角の絶対値が大きくなるにつれてトルク低減率が次第に小さくなるように設定されていた。また、車速が大きくなるにつれてトルク低減率が次第に小さくなるように設定されていた。これに対して、図8に示すように、第3実施形態のトルク低減率マップLt21は、操舵角および車速の大きさに関わらず、トルク低減率が0.2で固定値である。なお、固定値は、0.2に限らず、1よりも小さな任意の値に設定されてよい。 In the torque reduction rate map of the first embodiment, as shown in FIG. 6, the torque reduction rate is set to gradually decrease as the absolute value of the steering angle increases. Also, the torque reduction rate is set to gradually decrease as the vehicle speed increases. In contrast, as shown in FIG. 8, in the torque reduction rate map Lt21 of the third embodiment, the torque reduction rate is a fixed value of 0.2 regardless of the magnitude of the steering angle and vehicle speed. Note that the fixed value is not limited to 0.2 and may be set to any value smaller than 1.
以上説明した第3実施形態の電動機制御装置10は、第1実施形態の電動機制御装置10と同様な効果を有する。すなわち、故障発生した場合には、正常制御回路に対して、正常目標トルクよりも小さなトルクを目標トルクとして指示するので、車両200の走行安定性が低下することを抑制できる。
The electric
D.他の実施形態:
(D1)各実施形態では、2つの制御回路21R、21Lの故障は、ドライバIC22R、22Lの故障を意味していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、実トルク算出部23R、23Lや、比較器24R、24Lや、動作監視部25R、25Lといった、制御回路21R、21Lを構成する任意の構成要素の故障であってもよい。例えば、2つの制御回路21R、21Lがそれぞれ定期的に電動機制御装置10に正常性を通知する構成とし、かかる通信において異常が通知された場合、或いは、かかる通知が届かない場合に、2つの制御回路21R、21Lの故障を特定する構成としてもよい。かかる構成によれば、電動機制御装置10は、ドライバIC22R、22Lの故障に限らず、制御回路21R、21Lを構成する任意の構成要素の故障の発生を特定できる。
D. Other embodiments:
(D1) In each embodiment, failure of the two
(D2)第1および第2実施形態では、操舵角と車速との両方について、大きい場合には小さい場合に比べてより小さなトルクを、故障時目標トルクTfoとして正常制御回路に指示していたが、本開示はこれに限定されない。操舵角と車速とのうちのいずれか一方についてのみ、大きい場合には小さい場合に比べてより小さなトルクを、故障時目標トルクTfoとして正常制御回路に指示する構成としてもよい。 (D2) In the first and second embodiments, when both the steering angle and the vehicle speed are large, a smaller torque is instructed to the normal control circuit as the failure target torque Tfo than when it is small. , the disclosure is not limited thereto. For only one of the steering angle and the vehicle speed, a smaller torque may be instructed to the normal control circuit as the failure target torque Tfo when the steering angle or the vehicle speed is large than when it is small.
(D3)各実施形態では、故障時目標トルクTfoを、トルク低減率マップを参照して算出していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、車速、操舵角、アクセル開度およびシフトレンジに応じて目標トルク(故障時目標トルク)の値が予め設定されているマップを参照して故障時目標トルクTfoを決定してもよい。第3実施形態については、故障時目標トルクTfoとして、予め固定値が設定されていてもよい。また、マップを参照することに代えて、予め設定されている演算式による演算により、故障時目標トルクTfoを決定してもよい。 (D3) In each embodiment, the failure target torque Tfo is calculated with reference to the torque reduction rate map, but the present disclosure is not limited to this. For example, the failure target torque Tfo may be determined by referring to a map in which the target torque (failure target torque) value is preset according to the vehicle speed, steering angle, accelerator opening and shift range. In the third embodiment, a fixed value may be set in advance as the failure target torque Tfo. Further, instead of referring to the map, the failure target torque Tfo may be determined by calculation using a preset calculation formula.
(D4)各実施形態では、車両200が走行中に2つの制御回路21R、21Lの故障が発生された場合には、直ちに故障特定制御回路にはフェイルセーフ用トルクが、正常制御回路には故障時目標トルクTfoが、それぞれ目標トルクとして指示されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、車両200が走行中に2つの制御回路21R、21Lの故障が発生された場合には、まず、いずれの制御回路21R、21Lに対してもフェイルセーフ用トルクTfsを目標トルクとして指示し、車両200が停止或いは所定の車速以下で走行する状態となった後に、車両200が走行する場合に、故障特定制御回路にはフェイルセーフ用トルクTfsを、正常制御回路には故障時目標トルクTfoを、それぞれ目標トルクとして指示してもよい。
(D4) In each embodiment, when two
(D5)各実施形態では、車両200の駆動輪は、一対の前方車輪201、202であったが、一対の前方車輪201、202に代えて、或いは、一対の前方車輪201、202に加えて、一対の後方車輪203、204が駆動輪であってもよい。この構成においては、一対の後方車輪203、204にそれぞれ電動機が取り付けられ、各電動機に対応して制御回路が設置される。
(D5) In each embodiment, the driving wheels of the
(D6)各実施形態では、故障特定制御回路に対してフェイルセーフ用トルクTfsとして、ゼロを設定することにより、対応する電動機20Rまたは20Lの動作を停止させていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、故障特定制御回路とバッテリとを接続する給電回路に設けられているリレーを切断動作させて、バッテリから故障特定制御回路への給電を遮断することにより、対応する電動機20Rまたは20Lの動作を停止させてもよい。
(D6) In each embodiment, the operation of the corresponding
(D7)各実施形態において、2つの電動機20R、20Lのうちの少なくとも1つを、電動発電機としてもよい。かかる構成においては、電動発電機は、本開示における発電機の下位概念に相当する。
(D7) In each embodiment, at least one of the two
(D8)本開示に記載の電動機制御装置10及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の電動機制御装置10及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の電動機制御装置10及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
(D8) The
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features in each embodiment corresponding to the technical features in the form described in the outline of the invention are used to solve some or all of the above problems, or Substitutions and combinations may be made as appropriate to achieve part or all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
10 電動機制御装置、15 目標トルク指示部、18 故障発生特定部、20R 電動機、20L 電動機、21R 制御回路、21L 制御回路、200 車両、201 車輪、202 車輪、
10 electric
Claims (5)
前記右側電動機を制御する右側制御回路(21R)と、前記左側電動機を制御する左側制御回路(21L)とにそれぞれ目標トルクを指示する目標トルク指示部(15)と、
前記右側制御回路および前記左側制御回路の故障発生の有無を特定する故障発生特定部(18)と、
を備え、
前記目標トルク指示部は、前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの一方の故障発生が有ると特定された場合に、
前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの前記故障発生が特定された故障特定制御回路に対しては、目標トルクとして、前記右側制御回路および前記左側制御回路のいずれについても故障発生が特定されない正常状態の目標トルクである正常目標トルクよりも低いフェイルセーフ用トルクを指示し、
前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの故障発生が特定されない正常制御回路に対しては、前記正常目標トルクよりも低く、且つ、前記フェイルセーフ用トルクよりも高い故障時目標トルクを、指示し、
前記車両の操舵角を特定する操舵角特定部(14)を、さらに備え、
前記目標トルク指示部は、特定される前記操舵角が大きい場合に、該操舵角が小さい場合に比べて小さなトルクを、前記故障時目標トルクとして前記正常制御回路に指示する、
電動機制御装置。 An electric motor control device (10) for controlling a right electric motor (20R) for driving right wheels (201) of a vehicle (200) and a left electric motor (20L) for driving left wheels (202) of the vehicle,
a target torque instruction unit (15) for instructing target torques to a right control circuit (21R) for controlling the right electric motor and a left control circuit (21L) for controlling the left electric motor;
a failure occurrence identification unit (18) that identifies whether or not a failure has occurred in the right control circuit and the left control circuit;
with
When it is specified that one of the right control circuit and the left control circuit has failed, the target torque instruction unit
With respect to the failure-identified control circuit of the right-side control circuit and the left-side control circuit, the occurrence of failure is not specified as the target torque for either the right-side control circuit or the left-side control circuit. instructing a fail-safe torque that is lower than the normal target torque, which is the target torque in a normal state;
A failure target torque lower than the normal target torque and higher than the fail-safe torque is instructed for a normal control circuit in which the occurrence of a failure is not specified, out of the right control circuit and the left control circuit. death,
A steering angle identification unit (14) that identifies a steering angle of the vehicle,
When the specified steering angle is large, the target torque instruction unit instructs the normal control circuit to provide a smaller torque than when the steering angle is small as the failure target torque.
motor controller.
前記車両の車速を特定する車速特定部(12)を、さらに備え、
前記目標トルク指示部は、特定される前記車速が大きい場合に、該車速が小さい場合に比べて小さなトルクを、前記故障時目標トルクとして前記正常制御回路に指示する、
電動機制御装置。 In the electric motor control device according to claim 1 ,
further comprising a vehicle speed identification unit (12) that identifies the vehicle speed of the vehicle,
When the specified vehicle speed is high, the target torque instruction unit indicates to the normal control circuit a torque smaller than when the vehicle speed is low as the failure target torque.
motor controller.
前記フェイルセーフ用トルクは、ゼロである、
電動機制御装置。 In the electric motor control device according to claim 1 or claim 2 ,
wherein the fail-safe torque is zero;
motor controller.
前記故障発生特定部は、前記右側制御回路および前記左側制御回路から故障発生の有無を示す情報を受信することにより、前記右側制御回路および前記左側制御回路の故障発生を特定し、
前記右側制御回路および前記左側制御回路は、それぞれ、動作監視部(25R、25L)を有し、
前記動作監視部は、
前記右側電動機および前記左側電動機のうちの制御対象電動機に流れる電流と回転数とを取得し、
取得された前記電流と回転数とを用いて前記制御対象電動機の出力トルクを算出し、
算出された出力トルクと、前記目標トルク指示部から指示される目標トルクとの差分トルクを算出し、
算出された前記差分トルクの大きさが、予め定められた閾値よりも大きい場合に、故障発生が有ると特定し、前記閾値未満の場合に故障発生が無いと特定する、
電動機制御装置。 In the electric motor control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The failure occurrence identification unit identifies occurrence of a failure in the right control circuit and the left control circuit by receiving information indicating whether or not a failure has occurred from the right control circuit and the left control circuit,
The right control circuit and the left control circuit each have an operation monitoring unit (25R, 25L),
The operation monitoring unit
Acquiring the current and the number of revolutions flowing through the controlled electric motor of the right electric motor and the left electric motor;
calculating the output torque of the controlled motor using the acquired current and rotation speed;
calculating a differential torque between the calculated output torque and the target torque indicated by the target torque indicating unit;
If the magnitude of the calculated differential torque is greater than a predetermined threshold, it is specified that there is a failure, and if it is less than the threshold, it is specified that there is no failure.
motor controller.
前記電動機制御装置において、前記右側電動機を制御する右側制御回路と、前記左側電動機を制御する左側制御回路と、の故障発生の有無を特定する工程と、
前記電動機制御装置において、前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの一方の故障発生が有ると特定された場合に、
前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの前記故障発生が特定された故障特定制御回路に対しては、目標トルクとしてフェイルセーフ用トルクを指示し、
前記右側制御回路および前記左側制御回路のうちの故障発生が特定されない正常制御回路に対しては、前記右側制御回路および前記左側制御回路のいずれについても故障発生が特定されない正常状態の目標トルクである正常目標トルクよりも低く、且つ、前記フェイルセーフ用トルクよりも高い故障時目標トルクを、指示する工程と、
を備え、
前記故障時目標トルクを指示する工程は、
前記車両の操舵角を特定する工程と、
特定される前記操舵角が大きい場合に、該操舵角が小さい場合に比べて小さなトルクを、前記故障時目標トルクとして前記正常制御回路に指示する工程と、
を含む、制御方法。 A control method for controlling a right electric motor that drives right wheels of a vehicle and a left electric motor that drives left wheels of the vehicle using a motor control device, comprising:
identifying whether or not a failure has occurred in a right side control circuit for controlling the right side electric motor and a left side control circuit for controlling the left side electric motor in the electric motor control device;
When it is specified that one of the right side control circuit and the left side control circuit has failed in the electric motor control device,
instructing a fail-safe torque as a target torque to the failure-identifying control circuit in which the occurrence of the failure has been identified, out of the right control circuit and the left control circuit;
For a normal control circuit in which failure occurrence is not specified among the right control circuit and the left control circuit, the target torque is a normal state in which failure occurrence is not specified for both the right control circuit and the left control circuit. instructing a failure target torque that is lower than the normal target torque and higher than the fail-safe torque;
with
The step of indicating the failure target torque includes:
determining a steering angle of the vehicle;
a step of instructing the normal control circuit, as the fault-time target torque, to provide a smaller torque than when the specified steering angle is small compared to when the specified steering angle is large;
control methods , including ;
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